快取重點要點一覽

2022-03-11 18:58:26 字數 3669 閱讀 8578

主要是從兩個角度去考慮:效能併發。當然,redis還具備可以做分布式鎖等其他功能,但是如果只是為了分布式鎖這些其他功能,完全還有其他中介軟體(如zookpeer等)代替,並不是非要使用redis。

在碰到需要執行耗時特別久,且結果不頻繁變動的sql,就特別適合將執行結果放入快取。這樣,後面的請求就去快取中讀取,使得請求能夠迅速響應。

在大併發的情況下,所有的請求直接訪問資料庫,資料庫會出現連線異常。這個時候,就需要使用redis做乙個緩衝操作,讓請求先訪問到redis,而不是直接訪問資料庫。

主要是四個問題:

主要是以下三點:

最常規的set/get操作,value可以是string也可以是數字。一般做一些複雜的計數功能的快取。

這裡value存放的是結構化的物件,比較方便的就是操作其中的某個字段。在做單點登入的時候,就是用這種資料結構儲存使用者資訊,以cookieid作為key,設定30分鐘為快取過期時間,能很好的模擬出類似session的效果。

使用list的資料結構,可以做簡單的訊息佇列的功能。另外還有乙個就是,可以利用lrange命令,做基於redis的分頁功能,效能極佳,使用者體驗好。

因為set堆放的是一堆不重複值的集合。所以可以做全域性去重的功能。為什麼不用jvm自帶的set進行去重?因為我們的系統一般都是集群部署,使用jvm自帶的set,比較麻煩,難道為了乙個做乙個全域性去重,再起乙個公共服務,太麻煩了。

另外,就是利用交集、並集、差集等操作,可以計算共同喜好,全部的喜好,自己獨有的喜好等功能

sorted set多了乙個權重引數score,集合中的元素能夠按score進行排列。可以做排行榜應用,取top n操作。sorted set可以用來做延時任務。最後乙個應用就是可以做範圍查詢

redis採用的是定期刪除+惰性刪除策略。

定時刪除,用乙個定時器來負責監視key,過期則自動刪除。雖然記憶體及時釋放,但是十分消耗cpu資源。

在大併發請求下,cpu要將時間應用在處理請求,而不是刪除key,因此沒有採用這一策略。

定期刪除,redis預設每個100ms檢查,是否有過期的key,有過期key則刪除。需要說明的是,redis不是每個100ms將所有的key檢查一次,而是隨機抽取進行檢查(如果每隔100ms,全部key進行檢查,redis豈不是卡死)。因此,如果只採用定期刪除策略,會導致很多key到時間沒有刪除。

於是惰性刪除派上用場。也就是說在你獲取某個key的時候,redis會檢查一下,這個key如果設定了過期時間那麼是否過期了?如果過期了此時就會刪除。

如果定期刪除沒刪除key。然後你也沒即時去請求key,也就是說惰性刪除也沒生效。這樣,redis的記憶體會越來越高。那麼就應該採用記憶體淘汰機制

noeviction:當記憶體不足以容納新寫入資料時,新寫入操作會報錯。應該沒人用吧。

allkeys-lru:當記憶體不足以容納新寫入資料時,在鍵空間中,移除最近最少使用的key。推薦使用,目前專案在用這種。

allkeys-random:當記憶體不足以容納新寫入資料時,在鍵空間中,隨機移除某個key。應該也沒人用吧,你不刪最少使用key,去隨機刪。

volatile-lru:當記憶體不足以容納新寫入資料時,在設定了過期時間的鍵空間中,移除最近最少使用的key。這種情況一般是把redis既當快取,又做持久化儲存的時候才用。不推薦

volatile-random:當記憶體不足以容納新寫入資料時,在設定了過期時間的鍵空間中,隨機移除某個key。依然不推薦

volatile-ttl:當記憶體不足以容納新寫入資料時,在設定了過期時間的鍵空間中,有更早過期時間的key優先移除。不推薦

ps:如果沒有設定 expire 的key, 不滿足先決條件(prerequisites); 那麼 volatile-lru, volatile-random 和 volatile-ttl 策略的行為, 和 noeviction(不刪除) 基本上一致。

一致性問題是分布式常見問題,還可以再分為最終一致性和強一致性。

資料庫和快取雙寫,就必然會存在不一致的問題。就是如果對資料有強一致性要求,不能放快取。我們所做的一切,只能保證最終一致性。我們所做的方案其實從根本上來說,只能說降低不一致發生的概率,無法完全避免。因此,有強一致性要求的資料,不能放快取。

一般來說,採取正確更新策略,先更新資料庫,再刪快取。其次,因為可能存在刪除快取失敗的問題,提供乙個補償措施即可,例如利用訊息佇列。

快取穿透,即黑客故意去請求快取中不存在的資料,導致所有的請求都懟到資料庫上,從而資料庫連線異常。

解決方案:

(一)利用互斥鎖,快取失效的時候,先去獲得鎖,得到鎖了,再去請求資料庫。沒得到鎖,則休眠一段時間重試

(二)採用非同步更新策略,無論key是否取到值,都直接返回。value值中維護乙個快取失效時間,快取如果過期,非同步起乙個執行緒去讀資料庫,更新快取。需要做快取預熱(專案啟動前,先載入快取)操作。

(三)提供乙個能迅速判斷請求是否有效的攔截機制,比如,利用布隆過濾器,內部維護一系列合法有效的key。迅速判斷出,請求所攜帶的key是否合法有效。如果不合法,則直接返回。

快取雪崩,即快取同一時間大面積的失效,這個時候又來了一波請求,結果請求都懟到資料庫上,從而導致資料庫連線異常。

解決方案:

(一)給快取的失效時間,加上乙個隨機值,避免集體失效。

(二)使用互斥鎖,但是該方案吞吐量明顯下降了。

(三)雙快取。我們有兩個快取,快取a和快取b。快取a的失效時間為20分鐘,快取b不設失效時間。自己做快取預熱操作。然後細分以下幾個小點

從快取a讀資料庫,有則直接返回

a沒有資料,直接從b讀資料,直接返回,並且非同步啟動乙個更新執行緒。

更新執行緒同時更新快取a和快取b。

(1)如果對這個key操作,不要求順序

這種情況下,準備乙個分布式鎖,大家去搶鎖,搶到鎖就做set操作即可,比較簡單。

(2)如果對這個key操作,要求順序

假設有乙個key1,系統a需要將key1設定為valuea,系統b需要將key1設定為valueb,系統c需要將key1設定為valuec.

期望按照key1的value值按照 valuea-->valueb-->valuec的順序變化。

這種時候我們在資料寫入資料庫的時候,需要儲存乙個時間戳。假設時間戳如下

系統a key 1 

系統b key 1

系統c key 1

假設這會系統b先搶到鎖,將key1設定為。接下來系統a搶到鎖,發現自己的valuea的時間戳早於快取中的時間戳,那就不做set操作了。以此類推。

其他方法,比如利用佇列,將set方法變成序列訪問也可以。

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